DE730894C

DE730894C - Silver-copper alloys as contact material for electrical purposes

Info

Publication number: DE730894C
Application number: DEK159598D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing John Bengough
Original assignee: FR KAMMERER AG
Current assignee: FR KAMMERER AG
Priority date: 1940-12-21
Filing date: 1940-12-21
Publication date: 1943-01-28

Description

Silber-Kupfer-Legierungen als Kontaktwerkstoff für elektrische Zwecke Für elektrische Kontakte, die aus Edelmetallen, sei es in Form massiver Kontakte oder in Form von Verbundmetall aus einer unedlen Unterlage mit einer Auflage des Edelmetalles, hergestellt werden, werden sowohl Feinsilber als auch Silberlegierungen in großem Umfange verwendet.Silver-copper alloys as contact material for electrical purposes For electrical contacts made of precious metals, be it in the form of solid contacts or in the form of composite metal from a base base with a support of the Precious metals that are produced include both fine silver and silver alloys used extensively.

Das Feinsilber kommt insbesondere dann in Betracht, wenn eine hohe elektrische Leitfähigkeit, die beim Feinsilber am höchsten von allen Metallen liegt, notwendig oder von Nutzen ist. Außerdem hat Feinsilber den Vorteil, daß das Silberoxyd, das sich unter Umständen im Betrieb auf den Kontakten bildet, eine metallische Leitfähigkeit besitzt.The fine silver comes into consideration especially when a high electrical conductivity, which is the highest of all metals in fine silver, is necessary or useful. In addition, fine silver has the advantage that the silver oxide, which may form on the contacts during operation, a metallic conductivity owns.

Ungünstig für die Verwendung von Feinsilber als Kontaktwerkstoff ist seine geringe Anlaufbeständigkeit, insbesondere gegenüber Schwefelverbindungen, beispielsweise in Verbindung mit Hartgummi.Is unfavorable for the use of fine silver as a contact material its low resistance to tarnishing, especially to sulfur compounds, for example in connection with hard rubber.

Ein besonderer Nachteil des Feinsilbers ist weiter seine außerordentlich geringe Härte (Brinellhärte = z8), die zur Folge hat, daß Feinsilberkontakte sehr stark abgenutzt werden. Durch mechanische Bearbeitung mittels Walzen, Hämmern u. dgl. können die fertigen Kontakte allerdings bis zu einem gewissen Grade gehärtet werden, doch ist dieses Verfahren nur in wenigen Fällen anwendbar. Bei Verbundmetallkontakten. bei denen die Feinsilberauflage auf einer unedlen Unterlage aus Kupfer, Messing o. dgl. sitzt, wirkt die gegenüber dem Unterlagsmetall geringere Härte des Feinsilbers sich insofern störend aus, als das Feinsilber bei der Herstellung der Halbzeuge (Bleche, Bänder usw.), aus denen die Kontakte gefertigt werden, stärker als die Unterlage gestreckt wird, wodurch das Verbundblech wellig oder verzogen wird.Another particular disadvantage of fine silver is its extraordinary low hardness (Brinell hardness = z8), which means that fine silver contacts are very be heavily worn out. Mechanical processing by means of rolling, hammering, etc. Like. The finished contacts can, however, hardened to a certain extent but this procedure is only applicable in a few cases. With composite metal contacts. in which the fine silver plating on a base made of copper, brass or the like, the lower hardness of the fine silver acts compared to the base metal in so far as the fine silver is disturbing in the manufacture of the semi-finished products (Sheets, strips, etc.) from which the contacts are made, stronger than the Base is stretched, whereby the composite sheet is wavy or warped.

Von Silberlegierungen werden vielfach Silber-Kupfer-Legierungen verschiedener Zusammensetzung verwendet. - Der Kupferzusatz hat dabei den Zweck, das Silber zu härten So hat eine viel verwendete Silber-Kupfer-Legierung mit rd. 92,59 Silber und 7.55) Kupfer eine Brinellhärte von etwa 55. Der Nachteil von Silber-Kupfer-Legierungen liegt aber darin, daß das Kupferoxyd, das sich beim Arbeiten der Kontakte bildet, nahezu elektrisch nichtleitend ist, daher den übergangsw-iderstand vergrößert und schließlich unter Umständen zu einem völligen Versagen der Kontakte führt.Silver-copper alloys of various compositions are often used in silver alloys. - The purpose of the addition of copper is to harden the silver. A much-used silver-copper alloy with around 92.59 silver and 7.55) copper has a Brinell hardness of around 55. The disadvantage of silver-copper alloys, however, lies in this that the copper oxide, which forms when the contacts work, is almost electrically non-conductive, therefore increases the contact resistance and, under certain circumstances, leads to a complete failure of the contacts.

Diese Nachteile sollen durch die Erfindung vermieden werden, durch die eine Silber-Kupfer-Legierung geschaffen wird, die günstige mechanische Eigenschaften, insbesondere ausreichende Härte, und zugleich wertvolle elektrische Eigenschaften hat. Gemäß der Erfindung ist die Silber-Kupfer-Legierung durch einen Gehalt von o,5 bis 5,o Kupfer und einen Zusatz. von bis zu o,60% Phosphor gekennzeichnet. Insbesondere hat sich eine Legierung mit 20,) Kupfer und o, i 0 o Phosphor bewährt.These disadvantages are intended to be avoided by the invention a silver-copper alloy is created that has favorable mechanical properties, in particular, sufficient hardness, and at the same time valuable electrical properties Has. According to the invention, the silver-copper alloy is by a content of o, 5 to 5, o copper and an additive. characterized by up to 0.60% phosphorus. In particular an alloy with 20,) copper and o, i 0 o phosphorus has proven itself.

Diese Legierung hat in noch ww ;ichem unbearbeitetem Zustand die Brinellhärte 50. Durch Kaltverformung kann die Härte in bekannter Weise erhöht werden, wobei sich bei 960'0 Abwalzung der Brinellwert i i 8 ergibt. Durch diese hohe Härte ist die Legierung der Härte der üblichen Unterlagsmetalle angepaßt, so daß sich Unterlage und Auflage bei der Herstellung von Verbundmetallbändern gleichmäßig strecken und das Welligwerden oder Verwerfen der Bänder vermieden ist. Auf Grund der hohen Härte der neuen Legierungen benötigen die Kontakte einen geringeren Kontaktdruck, der nur etwa i oo g gegenüber i 5o bis Zoo g bei Feinsilberkontakten zu betragen braucht. Die hohe Härte macht die Kontakte verschleißfester, so daß bei Kontakten aus Verbundmetall die Edelmetallauflagen dünner gewählt werden können. Da die Legierungen, wie erwähnt, eine Abwalzung von 960'o zulassen, haben sie auch eine sehr hohe Dehnung. Bei diesem Walzgrad ist sogar eine gewisse Federkraft vor-' banden, die sich mit Feinsilber nicht erzielen läßt. Kontakte und Schalter benötigen erfahrungsgemäß bis zum einwandfreien Arbeiten eine gewisse Einlaufzeit. Bei Feinsilber waren hierfür unter gewissen Versuchsbedingungen iooo Schaltungen erforderlich, bei der neuen Legierung dagegen nur etwa Zoo. Durch mechanische Härtung der Kontakte kann diese Zahl noch vermindert werden.This alloy has the Brinell hardness when still unprocessed 50. By cold working, the hardness can be increased in a known manner, whereby the Brinell value i i 8 results at 960'0 rolling. Because of this high degree of hardness the alloy is adapted to the hardness of the usual base metals, so that the base and stretch evenly during the production of composite metal strips and curling or warping of the ribbons is avoided. Due to the high hardness of the new alloys, the contacts require a lower contact pressure, the only needs to be about i oo g compared to i 50 to zoo g for fine silver contacts. The high hardness makes the contacts more wear-resistant, so that contacts made of composite metal the precious metal layers can be chosen thinner. Since the alloys, as mentioned, allow a rolling of 960 °, they also have a very high elongation. With this one Walzgrad is even a certain spring force 'bound up with fine silver can not be achieved. Experience has shown that contacts and switches need to work properly Work a certain break-in period. In the case of fine silver, this was done under certain test conditions 100,000 circuits required, but only about Zoo with the new alloy. By mechanical hardening of the contacts, this number can be reduced.

Überraschend hat sich gezeigt, daß bei .Kontakten aus einer Legierung gemäß der Erfindung im praktischen Gebrauch, unter gleichen Bedingungen-mit Feinsilber verglichen, kaum oxydische Ausblühungen auf der Ober-$äche sich bilden, weil der Phosphor reduzierend wirkt.Surprisingly, it has been shown that with .Kontakten made of an alloy according to the invention in practical use, under the same conditions - with fine silver In comparison, there is hardly any oxidic efflorescence on the surface because of the Has a phosphorus-reducing effect.

Da in vielen Fällen für elektrische Kontaktzwecke Feinsilber infolge seiner geringen Härte ausscheidet und Platin genommen wird, so kann die neue Legierung in solchen Fällen auch die Metalle der Platingruppe ersetzen und einsparen. -Since in many cases fine silver for electrical contact purposes as a result Its low hardness is precipitated and platinum is taken, so can the new alloy in such cases also replace the platinum group metals and save. -

Claims

PATENT CLAIMS i. Silver-copper alloys as contact material for electrical purposes, characterized by the following composition: o, 5 to 5% copper, up to 0.6% phosphorus, the remainder silver.

2. Silver-copper alloy according to claim i with 2.0% copper and o, iolo phosphorus.